[发明专利]一种锂离子电池及其极片的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种耐高温性能良好并可有效控制热失控现象发生的安全的锂离子电池及其极片的处理方法。

背景技术

随着可充电Ni-Cd（镍镉）电池及Ni-MH（镍氢）电池的商业化应用，寻找更轻、更小及更高的能量密度成为锂离子电池开发所面临的巨大挑战。目前，锂离子电池已经成功应用于电动自行车及混合动力汽车，但目前制约锂离子电池普及应用的主要瓶颈仍为安全性问题。

锂离子电池发生短路热失控的主要原因是极片（正极片和负极片）与电解液发生反应而产生的热量。处于充电态的电池正极材料具有强氧化性，同时处于充电态的电池负极材料具有强还原性，在滥用等情况下，例如针刺、热冲击等环境，强氧化性的正极材料稳定性较差，容易释放氧气，且电解液中的碳酸酯等有机溶剂极易与氧气反应，放出大量的热和气体；产生的热量加速正极材料分解，产生更多氧气，进一步促进更多放热反应的进行；同时具有强还原性的负极的活泼性接近金属锂，与氧接触会导致燃烧并引燃电解液、隔膜等。针对这一问题，中国发明专利“一种锂离子电池极片处理方法”（申请号201210417099.6）提出了一种极片处理方法，其通过在现有锂离子电池极片上进行纳米级无机物涂层处理，利用纳米级无机物颗粒表面的毛细管作用，使极片具有更高的可湿性，增加了锂离子迁移通道，提高了锂离子电池的循环性能；同时，由于该纳米级无机物颗粒具有优异的绝缘性能及隔热性能，提高了锂离子电池的安全性能及耐高温性能。但其存在如下缺陷：无机纳米颗粒在制胶过程中很容易造成颗粒团聚而形成大颗粒，造成电池压芯过程中刺穿隔膜而导致微短路现象。这会破坏或降低锂离子电池的安全性，因而亟须做进一步的改进或研发出新的处理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种循环性能和耐高温性能良好并可有效控制热失控现象发生的安全的锂离子电池。

实验发现，某些有机高分子聚合物在极片上的涂层与锂离子电池内的电解液中的有机溶剂可相互作用，从而提高电解液润湿极片的效果，使得电解质更好的与极片接触，进而增强锂离子与活性材料的导通；与此同时，由于有机高分子聚合物具有良好的塑性及耐热性，可有效避免极片表面热量的积累，同时减少了极片表面与气体的接触，可有效避免热失控的现象发生，提高了锂离子电池耐高温性能；再者，有机高分子聚合物的阻燃性也可使电池的抗短路起火安全性能得到有效提高。

鉴于以上实验结果，本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种锂离子电池，包括正/负极片，所述正/负极片包括集流体、覆盖于所述集流体表面的活性物质涂层和覆盖于所述活性物质涂层表面的有机高分子聚合物涂层。

优选的，所述有机高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯中的一种。

本发明还提供一种锂离子电池极片的处理方法，其包括如下步骤：

S1.胶液准备，将重量比为2.0% ～ 6.0%的有机高分子聚合物加入重量比为90% ～ 95%的有机溶剂中，在负压保护下搅拌，使有机高分子聚合物与有机溶剂混合形成胶液；

S2.涂覆，通过喷涂、丝网印刷或转移涂布的方式将所述胶液涂覆在正/负极片表面形成均匀的有机高分子聚合物涂层；

S3.烘干，烘烤得到干燥的正/负极片。

优选的，所述有机高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯中的一种。

进一步优选的，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、异丙醇和醋酸乙酯中的任一种。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

亲油性的电解液可携带电解质渗透至覆盖在极片上的有机高分子聚合物涂层，故可提高电解液润湿极片的效果，进而增强锂离子与活性材料的导通。同时，由于有机高分子聚合物具有良好的塑性及耐热性，可有效避免极片表面热量的积累，同时减少了极片表面与气体的接触，可有效控制热失控的现象发生，提高了锂离子电池耐高温性能；此外，有机高分子聚合物的阻燃性也可使电池的抗短路起火安全性能得到有效提高。

附图说明

图1是现有技术的锂离子极片的剖视结构示意图。

图2是本发明一个实施例的锂离子极片的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。

实施例1